Вопросы и упражнения

1. Каковы основные черты внеядерной наследственности?
Ответ:
Основные черты внеядерной наследственности:
- Наследуются только митохондрии от материнской клетки, так как они содержат митохондриальную ДНК;
- В митохондриальной ДНК находятся гены, кодирующие белки, необходимые для работы митохондрий;
- Мутации в митохондриальной ДНК могут приводить к наследственным заболеваниям;
- Внеядерная наследственность не подчиняется Мендельским законам наследования, так как митохондрии наследуются только от матери, и не зависит от пола родителей.

2. Чем обусловлена преимущественная роль женских организмов во внеядерной наследственности?
Ответ:
Преимущественная роль женских организмов во внеядерной наследственности обусловлена тем, что в яйцеклетке находится значительное количество органелл, таких как митохондрии и хлоропласты, которые отвечают за внеядерную наследственность. Сперматозоиды, в свою очередь, содержат очень мало органелл, и поэтому их вклад в передачу внеядерной наследственности минимальный.

3. Установление последовательности нуклеотидов в определённых участках митохондриальной ДНК и сравнение этих последовательностей часто используются учёными для установления родственных отношений разных видов животных, времени их происхождения (точнее, времени расхождения их от общего предка). В других случаях исследование митохондриальной ДНК позволяет подтвердить или опровергнуть родство конкретных людей. Как вы думаете, какие преимущества для такого рода исследований имеет митохондриальная ДНК по сравнению с ядерной?
Ответ:
Изучение митохондриальной ДНК имеет ряд преимуществ перед изучением ядерной ДНК в контексте установления родственных отношений или происхождения видов животных:
1. Высокая скорость эволюции: Митохондриальная ДНК быстрее подвергается мутациям, чем ядерная ДНК, поэтому сравнение последовательностей митохондриальной ДНК позволяет оценить более далекое прошлое эволюции.
2. Матриархальное наследование: Митохондриальная ДНК наследуется только от матери к потомкам, поэтому она позволяет отслеживать родственные связи по женской линии. Это может быть полезно при изучении родственных связей в группах животных, где существуют сложные социальные структуры, например, у млекопитающих.
3. Высокая копийность: В клетке находится несколько митохондрий, каждая из которых содержит несколько копий митохондриальной ДНК. Это обеспечивает высокую копийность материала для анализа, что может быть особенно полезным, если ученые имеют ограниченное количество образцов.
4. Отсутствие рекомбинации: Митохондриальная ДНК не подвергается рекомбинации, что делает процесс анализа более простым и предсказуемым, чем в случае с ядерной ДНК.
Однако стоит отметить, что изучение митохондриальной ДНК имеет и некоторые ограничения, например, она не позволяет установить родственные связи по мужской линии, а также не дает полной картины эволюции, так как она является лишь одним из фрагментов генома.

4. В чём суть явления цитоплазматической мужской стерильности у растений и какое значение она может иметь в практике сельского хозяйства?
Ответ:
Цитоплазматическая мужская стерильность (ЦМС) является генетическим нарушением, которое приводит к тому, что пыльники растения не производят достаточного количества здоровых пыльцевых зерен для опыления. Это происходит из-за наличия аномальной цитоплазмы в клетках пыльника, которая нарушает нормальное развитие пыльцевых зерен.
ЦМС передается через материнскую линию и проявляется только у мужских потомков, т.к. цитоплазма передается от матери к потомкам через яйцеклетки, а не через сперматозоиды.
В практике сельского хозяйства, ЦМС может использоваться для создания гибридных сортов растений, которые обладают определенными преимуществами в урожайности и других характеристиках. Такие сорта получают путем скрещивания двух линий растений - одной линии с ЦМС и другой без него. Кроме того, использование ЦМС может устранить проблему самоопыления, что увеличит урожайность и снизит вероятность получения генетических болезней в культурах.
Таким образом, ЦМС имеет большое значение для практики селекции растений в сельском хозяйстве и может помочь в создании более устойчивых и высокоурожайных сортов растений.